Устройство для автоматического регулирования турбины с противодавлением Советский патент 1992 года по МПК F01D17/20 

5 установлен в положение, соответствующее частоте вращения выше номинальной. При аварийной ситуации в энергосистеме датчик 17 сигнала автоматики энергосистемы воздействует на выключатель 8, который соединяет импульсный трубопровод 10, подводящий пар к регулятору 6 давления, через дроссельные шайбы 9 и 14 и сбросной трубопровод 15 с камерой низкого давления, уменьшая тем самым давление в полости регулятора 6 давления. Регулятор б давления перемещается на верхний упор, а в управление сервомотором 1 переходит к

регулятору 4 скорости, который поддерживает частоту вращения ротора в соответствии с положением своего задатчика 5. Происходит перевод турбины с режима работы по тепловому графику на режим работы по электрическому графику. Регулятор 6 давления, находясь на верхнем упоре, осуществляет защитные функции от чрезмерного повышения противодавления. Диаметры дроссельных шайб 9 и 14 подобраны так, что регулятор 6 давления не влияет на управление турбиной регулятором 4 скорости. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть применено при регулировании турбин с противодавлением. Целью изобретения является повышение надежности. При работе турбины с противодавлением по тепловому графику сервомотор 1 части высокого давления управляется регулятором 6 давления, регулятор 4 скорости выполняет защитные функции: его задатчик

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании паровых турбин с противодавлением.

Цель изобретения - повышение надеж- ности.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного устройства.

Сервомотор 1 части высокого давления (ЧВД) подключен через отсечной золотник 2 и гидравлическую линию 3 связи к регулятору 4 скорости с задатчиком 5 и регулятору б давления с задатчиком 7. Регулятор 6 давления через выключатель 8 и дроссельную шайбу 9 подключен через импульсный тру- бопровод 10 к камере противодавления турбины (не показана). Выключатель 8 состоит из корпуса 11 с седлом 12 и взаимодействующего с этим седлом клапана 13. Седло 12 сообщается через дроссельную шайбу 14 и сбросной трубопровод 15 с камерой низкого давления. Клапан 13 связан с электромагнитным приводом 16, подключенным через промежуточный усилитель (не показан) к датчику 17 сигнала автоматики энергосисте- мы.

Гидравлическая линия 3 связи и другие гидравлические линии устройства подключены к трубопроводам 18 силового давления.

Устройство работает следующим образом.

При работе по электрическому графику нагрузок задатчик 7 регулятора 6 давления устанавливается в положение, соответству- ющее максимальному давлению (пружина регулятора 6 максимально сжата). Это положение задатчика регулятора давления соответствует открытию сервомотором части высокого давления регулирующих клапанов турбины. В этом положении регулятор6 давления выполняет предохранительную функцию, препятствуя чрезмерному повышению давления пара. Изменение электрической мощности турбины осуществляется либо воздействием на задатчик 5, либо обусловлено перемещением регулятора 4 скорости при изменении частоты сети. Так, при повышении частоты сети или при перемещении задатчика 5 в сторону снижения электрической мощности турбины увеличивается слив из гидравлической линии 3, управляющей сервомотором 1 части высокого давления, что приводит к временному смещению вверх золотника 2 и, соответственно, перемещению поршня сервомотора 1 в направлении прикрытия регулирующих клапанов турбины и к уменьшению электрической мощности турбоагрегата. При понижении частоты сети или при воздействии на задатчик 5 в сторону увеличения электрической нагрузки поршень сервомотора 1 перемещается в направлении открытия регулирующих клапанов турбины, что приводит к увеличению электрической мощности турбоагрегата. При чрезмерном повышении давления пара за турбиной усилие от давления, действующего на мембрану (сильфон) регулятора 6 давления, оказывается больше, чем усилие сжатой пружины. Подвижная система регулятора 6 перемещается вниз, открывая слив масла из линии 3, что вызывает движение поршня сервомотора 1 вниз на прикрытие регулирующих клапанов турбины. Таким образом, в режиме работы по электрическому графику турбина участвует в диспетчерском регулировании мощности и в первичном регулировании частоты сети, при этом регулятор 6 давления находится в стерегущем режиме.

При работе в режиме по тепловому графику нагрузки задатчик 5 регулятора скорости устанавливается в положение, Соответствующее повышенной частоте вращения, т.е. сливное сечение, управляемое регулятором 4 скорости, при этом перекрыто. Регулятор 4 скорости, таким образом, в этом режиме выполняет защитные функции: вступает в работу (открывает сливы сечения) при возрастании частоты воащения сверх номинальной на 30-60 . При понижении частоты сети регулятор 4 скорости не оказывает влияния на положение сервомотора 1. Управление сервомотором 1 части высокого давления осуществляется в этом режиме регулятором 6 давления. Так, изменение тепловой нагрузки турбины осуществляется либо воздействием на задатчик 7 регулятора давления 6, либо обусловлено перемещением подвижной системы регулятора 6 при изменении давления пара в импульсном трубопроводе 10.

При уменьшении давления пара либо при воздействии на задатчик 7 в сторону увеличения тепловой нагрузки подвижная система регулятора 6 давления пара перемещается вверх, уменьшая слив масла из гидравлической линии 3, при этом золотник 2 временно смещается вниз и, соответст- венно, поршень сервомотора 1 перемещается вверх, в направлении открытия регулирующих клапанов, что приводит к увеличению расхода пара в турбину и, соответственно, к увеличению давления пара за турбиной. В случае повышения давления пара за турбиной или при воздействии на задатчик 7 в сторону, уменьшения тепловой нагрузки процесс регулирования происходит в противоположном направлении.

В результате расход пара на турбину и, соответственно, тепловая нагрузка уменьшаются. При чрезмерном повышении частоты вращения, например при сбросе электрической нагрузки, регулятор 4 скоро- сти, находившийся в стерегущем режиме, перемещается вверх, увеличивая слив.масла из гидравлической линии 3, что приводит к прикрытию сервомотором 1 регулирующих клапанов на впуске пара в турбину.

При аварийной ситуации в энергосистеме, например при понижении частоты сети или при отключении турбогенераторов электростанции от энергосистемы и переключении на нагрузку собственных нужд или других приоритетных потребителей электроэнергии, датчик 17 сигнала автоматики энергосистемы воздействует на электромагнитный привод 16. Клапан 13 открывает проход пара из импульсного трубопровода 10 через дроссельные шайбы 9 и 14 и турбо- провод 15 в камеру низкого давления. При этом уменьшается давление в корпусе 11 выключателя 8 и, соответственно, давление, подводимое к регулятору 6 давления. Регулятор 6 давления переместится на верхний упор, прикроет сливное сечение из линии 3 связи, давление рабочей жидкости в нем возрастет, золотник 2 переместится вниз, подавая рабочую жидкость под поршень сервомотора 1 и сливая ее из полости над поршнем. Поршень сервомотора 1 и связанный с ним клапан на паровпуске ЧВД перемещается вверх, увеличивая подвод пара в турбину. Таким образом, турбина оказывается переведенной из режима работы по тепловому графику на режим работы по электрическому графику, однако управление турбиной регулятором 4 скорости осуществляется только в одну сторону - на понижение мощности турбины.

Возможны два исходных варианта работы.

Если в момент подачи сигнала от датчика 17 после отключения от энергосистемы текущая мощность турбины, работающей на изолированного потребителя, больше, чем требуемая, произойдет повышение частоты вращения ротора турбины, вступит в работу регулятор 4 скорости, осуществляя управление турбиной в режиме работы по электрическому графику. В дальнейшем эксплуатационным персоналом путем воздействия на задатчик 5 регулятора 4 скорости может быть установлена необходимая частота в изолированной сети турбогенератор-потребитель, т.е. турбина оказывается полностью переведенной в режим работы по электрическому графику. Регулятор 6 давления при этом, находясь на верхнем упоре, осуществляет предохранительные функции от чрезмерного повышения давления в линии противодавления. При этом для того, чтобы регулятор 6 давления не влиял на управление турбиной регулятором 4 скорости, диаметры дроссельных шайб 9 и 14 подобраны таким образом, что настройка срабатывания регулятора б давления в стерегущем режиме превышает настройку срабатывания предохранительных клапанов в линии противодавления турбины. Таким образом, после перевода регулятора 6 давления в стерегущий режим в линии противодавления сохраняются две защиты от повышения давления пара: предохранительные клапаны (на чертеже не показаны) и дублирующая защита - регулятор 6 давления.

Если же в момент подачи сигнала от датчика 17 после отключения от энергосистемы текущая мощность турбины, работающей на изолированного потребителя, меньше, чем требуемая при перемещении регулятора 6 давления на верхний упор (обусловленном снижением давления пара.

подаваемого к регулятору 6 при открытии клапан 13 выключателя 8), то повысится давление рабочей жидкости в линии 3 связи, что соответствует воздействию на перемещение поршня сервомотора 1 в сторону открытия клапанов ЧВД. Поскольку в исходном режиме (по тепловому графику) положение задатчика 5 регулятора 4 скорости соответствовало воздействию на перемещение сервомотора 1 в сторону открытия клапанов ЧВД, то под влиянием обоих указанных воздействий клапаны ЧВД окажутся максимально открытыми. При этом возможны два состояния: либо мощность турбины окажется большей, либо меньше требуемой. В первом случае за счет повышения частоты вращения и вступления в работу регулятора 4 скорости мощность турбины сбалансиру- ется с нагрузкой, во втором случае, когда даже максимальной мощности турбины недостаточно для обеспечения нагрузки изолированного потребителя, необходим либо подвод дополнительной мощности от других агрегатов, либо отключение части потребителей.

Таким образом, в обоих описанных вариантах, которыми исчерпываются все возможные состояния турбоагрегата и

0

5

0

5

изолированного потребителя электроэнергии, данное устройство, обеспечивая быстрый перевод с режима работы по тепловому графику нагрузок на режим работы по электрическому графику, повышает надежность турбоагрегата благодаря сохранению в работе регулятора б давления, осуществляющего дублирующую защиту от повышения давления пара за турбиной и меньшей мощности, затрачиваемой на управление выключателем.

Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования турбины с противодавлением, содержащее сервомотор, подключенный к регулятору скорости и регулятору давления, соединенному импульсным трубопроводом с камерой противодавления турбины, и датчик сигнала автоматики энергосистемы, подключенный к электромагнитному приводу выключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено сбросным трубопроводом и двумя дроссельными шайбами, причем выключатель включен в импульсный трубопровод последовательно с одной из дроссельных шайб и соединен со сбросным трубопроводом через другую дроссельную шайбу.